使用樹莓派部署分布式人臉識別系統(tǒng)

有些處理器設(shè)計(jì)為異構(gòu)架構(gòu)，內(nèi)部還集成了DSP運(yùn)算核心，能夠?qū)崿F(xiàn)一些特定的圖像算法，從一定程度上看，這類設(shè)備已經(jīng)具備了一定的視頻內(nèi)容分析功能。但是，DSP一般用作視頻編碼加速用，ARM主要用來調(diào)度FPGA圖像處理前端和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送，能夠用來做圖像處理尤其是人臉檢測與識別、人體分類等等高運(yùn)算量和高內(nèi)存占用的工作還是力不從心的。本作品延續(xù)這類安防設(shè)備的思路，針對安防設(shè)備本身運(yùn)算能力不高，對一些運(yùn)算密集型的算法無法部署到計(jì)算資源低的設(shè)備上的弊端進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)使用兩級人臉識別算法，使用傳統(tǒng)的人臉識別分類器在低運(yùn)算量的嵌入式設(shè)備上進(jìn)行初步圖像處理，提取出視頻流中的人臉ROI區(qū)域，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控中心后，使用集中式的高性能計(jì)算設(shè)備進(jìn)行更加準(zhǔn)確的識別分類。同時(shí)監(jiān)控中心可以針對每一個(gè)監(jiān)控相機(jī)分發(fā)不同的分類器，實(shí)現(xiàn)特定機(jī)位對特定目標(biāo)的搜索識別。硬件設(shè)備：樹莓派3樹莓派攝像頭 Oray異地VPN組網(wǎng)路由器X3軟件環(huán)境：Python3 opencv2.4.13

硬件連接圖：

代碼說明：首先，監(jiān)控中心分發(fā)特定目標(biāo)的圖片和和訓(xùn)練好的lbp分類器文件到各樹莓派節(jié)點(diǎn)，樹莓派控制攝像頭采集圖像并利用下發(fā)的分類器對采集到的視頻幀進(jìn)行人臉ROI區(qū)域提取，并發(fā)送提取到的ROI區(qū)域圖像到中心節(jié)點(diǎn)（本作品中心節(jié)點(diǎn)使用的是Face++的服務(wù)器），進(jìn)行比對、搜素并返回結(jié)果。

face_roi_extract.py 功能是視頻采集和人臉ROI提取，負(fù)責(zé)對視頻中的人臉進(jìn)行檢測和提取儲存。

face_api.py 是一個(gè)python3 的face++ sdk，因?yàn)閒ace++僅提供python2 的sdk，所以就簡單做了一個(gè)py3 的sdk，其實(shí)就是api集合，非常簡陋。

faceset_cli.py 是一個(gè)簡單的命令行交互工具，可以用來管理faceset數(shù)據(jù)集，包括faceset的創(chuàng)建、列舉、刪除，faceset中face的添加、列舉、刪除。同時(shí)支持從本地圖片導(dǎo)入人臉、face token導(dǎo)入、攝像頭捕捉人臉導(dǎo)入三種方式。本代碼執(zhí)行后會在tmp文件夾下面自動建立錄入的人臉信息和face token的映射文件，為其他模塊工作時(shí)提供索引文件。

face_search.py 是一個(gè)人臉?biāo)阉氐墓ぞ?。能對傳入的圖片在指定的人臉集合中搜素匹配，若搜索到則返回搜索到的目標(biāo)姓名信息。

face_detect.py 是一個(gè)對視頻中所有已經(jīng)檢測到的人臉進(jìn)行檢測，提取臉部特征和facetoken并存入dat文件中的工具。這個(gè)可以用來做簽到。

face_compare.py 是一個(gè)對傳入的兩張圖片做比對的工具，返回兩個(gè)人臉的相似度。